Temat

Ładunki elektryczne i ich oddziaływanie. Ładunek elementarny. Oddziaływanie ciał naelektryzowanych, prawo Coulomba

Etap edukacyjny

Trzeci

Podstawa programowa

VI. Elektryczność. Uczeń:

1) opisuje sposoby elektryzowania ciał przez potarcie i dotyk; wskazuje, że zjawiska te polegają na przemieszczaniu elektronów;

2) opisuje jakościowo oddziaływanie ładunków jednoimiennych i różnoimiennych.

Czas

45 minut

Ogólny cel kształcenia

Wprowadzenie pojęcia ładunku elektrycznego oraz omówienie jego własności.

Kształtowane kompetencje kluczowe

1. Zdefiniowanie pojęcia ładunku elektrycznego.

2. Omówienie własności ładunku elektrycznego.

3. Przedstawienie prawa oddziaływania pomiędzy ładunkami: prawo Coulomba.

Cele (szczegółowe) operacyjne

Uczeń:

- potrafi zdefiniować i omówić własności ładunku elektrycznego.

Metody kształcenia

1. Pogadanka przedstawiająca nowe wiadomości.

2. Formułowanie problemów i pomysłów ich rozwiązywania.

Formy pracy

1. Praca z książką i z Internetem.

2. Sporządzanie własnych notatek z lekcji i prezentacja przed klasą.

Etapy lekcji

Wprowadzenie do lekcji

Odpowiedz na pytania wprowadzające:

1. Z czego zbudowana jest każda materia?

2. Czy w otaczającym nas świecie (naturze) mamy do czynienia z ładunkami elektrycznymi?

3. Czy ładunki elektryczne oddziaływają na siebie?

Realizacja lekcji

Definicja ładunku.

Ładunek to określona własność materii.

W przyrodzie występują dwa rodzaje ładunków elektrycznych: dodatni i ujemny. Dwa ładunki o tym samym znaku odpychają się, a pomiędzy ładunkami o odmiennych znakach działa siła przyciągająca.

Elektronowi przypisano umownie elementarny ładunek ujemny, protonowi zaś dodatni.

Jednostką ładunku w układzie SI jest kulomb zapisywany jako 1 C.

Wartość najmniejszej “porcji ładunku”, zwana ładunkiem elementarnym to:

Obecnie zdajemy sobie sprawę, że ładunek o tej właśnie wielkości posiadają elektrony i protony - podstawowe składniki atomów.

Prawo Coulomba:

Siła oddziaływania między dwoma ładunkami jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich wartości  i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości pomiędzy nimi:

gdzie:
$\overrightarrow{F}$ – siła oddziaływania pomiędzy ładunkami,
$q_1,q_2$ – wartości ładunków oddziaływających między sobą,
$r$ – odległość pomiędzy ładunkami,
$k$ – stała elektrostatyczna zależna od rodzaju ośrodka, w którym znajdują się ładunki.

Cechy ładunku:

1. Istnieją dwa rodzaje ładunku – dodatni i ujemny.
2. Dwa ładunki jednoimienne odpychają się a różnoimienne przyciągają.
3. Każdy ładunek jest zawsze całkowitą wielokrotnością pewnej najmniejszej możliwej porcji ładunku zwanego ładunkiem elementarnym.

[Slideshow]

Podsumowanie lekcji

- W przyrodzie istnieją dwa rodzaje ładunków elektrycznych: dodatnie i ujemne.
- Ładunki o tych samych znakach nazwane jednoimiennymi odpychają się wzajemnie, natomiast ładunki różnych znaków nazwane różnoimiennymi przyciągają się.
- Przyrządem służącym do badania stopnia naelektryzowania ciał jest elektroskop.
- Ciało naelektryzowane posiada nadmiar lub niedomiar elektronów.